一体化医疗废水处理设备
技术领域
本发明涉及水轮发电机技术领域,具体涉及一体化医疗废水处理设备。
背景技术
我们知道,医院在运行时会排放大量的医疗废水,医疗废水中含有大量病菌、病毒、热原等有害物质,如果直接排放会对环境及人体健康造成严重危害,因此,需要对医疗废水进行相应的应急处理、杀菌消毒等处理后才能向外排放。尤其是,随着医疗改革的推进,新建了大量社区医院,从而使得医疗废水排放量大幅度增加。
现有的医疗废水处理装置通常采用钢筋混凝土结构,需要现场开挖施工,其占地面积大、施工周期长、建造成本以及后续的迎新管理难度高,因而不适合大量社区医院的医疗废水处理。尤其是,处理装置中需要对一些悬浮在水中的悬浮物进行沉淀并分离,由于悬浮物的比重和水接近,因此在水中的沉淀速度慢,当废水流动时,还会对已经沉淀的悬浮物造成扰动,进而重新悬浮,严重影响沉淀效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的医疗废水处理装置所存在的设备投资大、建造周期长,以及废水中的悬浮物沉淀效率低的问题,提供一体化医疗废水处理设备,可极大地缩短建造周期,降低建造成本,并且显著地加快废水中悬浮物的沉淀速度和效率,进而使出水达到国家要求的排放标准。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一体化医疗废水处理设备,包括控制***以及可由反硝化细菌形成反硝化作用的一级生物反应池、可由硝化细菌形成硝化作用的二级生物反应池、沉淀池、消毒池、污泥池,所述一级生物反应池、二级生物反应池、沉淀池、消毒池、污泥池由前至后依次连通,所述一级生物反应池上部设有进水口,所述消毒池上部设有出水管,所述沉淀池底壁呈倒梯形,所述沉淀池内设有主流通管道组,所述主流通管道组包括若干呈矩形阵列的主流通管道,相邻主流通管道的外侧壁之间紧密贴靠,各主流通管道的下端开口靠近沉淀池底壁且位于同一水平面内,各主流通管道的上端开口靠近沉淀池开口且位于同一水平面内,所述主流通管道从下至上朝后侧倾斜,所述二级生物反应池与沉淀池之间通过连通管相连通,所述连通管位于沉淀池内的开口低于流通管道下端开口,所述连通管位于二级生物反应池内的开口靠近液面。
首先,本发明的处理设备包括相互独立的一级生物反应池、二级生物反应池、沉淀池、消毒池、污泥池,因而可在工作批量生产后再运输到现场快速组装,从而大大加快建造周期,并相应地降低前期投资。
当医疗废水通过进水口进入一级生物反应池内时,一级生物反应池中的反硝化细菌将医疗废水内的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化为氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;二级生物反应池中的硝化细菌则将医疗废水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用转化为硝酸盐;沉淀池则可使废水中的悬浮物有效沉淀而分离,从而降低水中悬浮物的含量;医疗废水在消毒池中与消毒剂充分混合,可对医疗废水进行消毒处理,并确保通过出水管向外排出的水能符合国家的医疗废水排放标准。污泥池可用于暂时存放沉淀池中沉淀下来的污泥,我们只需通过管道和相应的泵送装置或者其它的现有转运方式即可方便地使沉淀池中的污泥转运到污泥池中存放。
特别是,本发明在沉淀池内设有主流通管道组,并且主流通管道组包括若干呈矩形阵列且倾斜设置的主流通管道,因此,从二级生物反应池进入沉淀池的医疗废水可从主流通管道下端进入,并从主流通管道上端流出。可以理解的是,本发明中医疗废水的流动是依靠自身的重力势能流动的,尤其是,当医疗废水通过主流通管道组的多个主流通管道从下至上流动时,在主流通管道内的水流会形成流速较慢且比较稳定的层流,从而使混合在医疗废水中的悬浮物能有效地沉淀到主流通管道组下侧壁上,沉淀后的废水通过主流通管道的上端开口流出并进入后续的消毒池内进行化学消毒。而沉淀在下侧壁上的污泥则可在自身重力的作用下沿着下侧壁逐步下移,并从主流通管道下端开口排出,进而沉积在沉淀池底部。
可以理解的是,由于倾斜设置的主流通管的医疗废水的“深度”较浅,因此,其悬浮物很容易沉淀到下侧壁上。也就是说,所有流经沉淀池中的医疗废水都会形成稳定的层流,并且距离沉淀的下侧壁距离很近,故而能最大限度地提升沉淀速度和效率,并避免因水流的紊流效应导致的悬浮物“泛起”。
需要说明的是,上大下小的倒梯形的沉淀池底壁便于污泥的聚拢和集中,并方便后续从沉淀池中向外排出污泥。
还有,在二级生物反应池与沉淀池之间通过连通管相连通,并且连通管位于沉淀池内的开口低于流通管道下端开口,连通管位于二级生物反应池内的开口靠近液面。一方面可确保二级生物反应池内的医疗废水首先进入到沉淀池的下部,然后经过主流通管道组的过滤后向外排出;另一方面,有利于二级生物反应池上层悬浮物较少的医疗废水进入沉淀池内,从而可尽量降低沉淀池的沉淀工作量。
作为优选,所述一级生物反应池中设有组合填料,所述二级生物反应池中设有MBBR填料。
组合填料兼有软性填料和半软性填料的优点,具体是将塑料圆片压扣改成双圈大塑料环,将醛化纤维或涤纶丝压在环的环圈上,使纤维束均匀分布,既能挂膜,又能有效切割气泡,提高氧的转移速率和利用率,从而使水气生物膜得到充分交换,使水中的有机物得到高效处理。而MBBR填料的比表面积大,生物附着能力强,从而可提高有机物去除率。
作为优选,所述消毒池中设有与控制***电连接的余氯在线检测仪。
余氯在线检测仪可与控制***形成反馈机制,从而自动调节消毒池的消毒剂加药量。
作为优选,所述二级生物反应池中设有与控制***电连接的溶解氧在线检测仪表。
通过实时检测DO值(溶解在医疗废水中的氧含量),与控制***形成正反馈,可方便地控制二级生物反应池的风机的曝气量。
作为优选,所述一级生物反应池、二级生物反应池、沉淀池、消毒池、污泥池上部开口处分别设有上盖,在上盖上设有检修口。
上盖可避免医疗废水对外部环境造成二次污染,而检修口则方便后期设备日常检修时使用。
作为优选,还包括设备间,所述设备间内设有用于二级生物反应池曝气的曝气风机、为消毒池、污泥池输送消毒剂的消毒装置以及所述的控制***。
消毒装置可以包括次氯酸钠发生器,以便对医疗废水实现化学消毒。将曝气风机、消毒装置等统一集中设置在设备间内,既有利于组装调试,又方便后续的维护。
作为优选,所述控制***包括控制一级生物反应池、二级生物反应池、沉淀池、消毒池、污泥池工作程序的标准模块,所述控制***为PLC自动控制***。
PLC自动控制***可实现医疗废水的自动化处理,从而大大提高处理效率,降低人工成本。
作为优选,在最后面的主流通管道与沉淀池的后侧池壁之间形成的后空白区间内设有贴靠最后面的主流通管道的后辅助管道组,在最前面的主流通管道与沉淀池的前侧池壁之间形成的前空白区间内设有贴靠最前面的主流通管道的前辅助管道组,所述前、后辅助管道组分别包括若干相互贴靠在一起且与主流通管道具有相同倾斜角度的辅助管道,其中前辅助管道组中各辅助管道上端开口与主流通管道的上端开口位于同一水平面内,后辅助管道组中各辅助管道下端开口与主流通管道的下端开口位于同一水平面内。
可以理解的是,倾斜设置的主流通管道组与沉淀池的前后侧壁之间会形成一个三角形的空白区间,从而造成沉淀池空间的浪费,不利于沉淀池外形尺寸的缩小。为此,本发明在前侧的前空白区间内设置前辅助管道组,在后侧的后空白区间内设置后辅助管道组,以便于增加医疗废水沉淀的通道,以提升沉淀速度,或者可相应地减小沉淀池的外形尺寸。
作为优选,在沉淀池的前后侧壁上分别设有竖直的延伸流道,前侧壁上的延伸流道的下端开口与主流通管道的下端开口齐平,并且该延伸流道的上端开口封闭;后侧壁上的延伸流道的上端开口与主流通管道的上端开口齐平,并且该延伸流道的下端开口封闭;前辅助管道组中的辅助管道下端开口与前侧壁上的延伸流道连通,后辅助管道组中的辅助管道上端开口与后侧壁上的延伸流道连通。
由于前辅助管道组中的辅助管道下端开口与前侧壁上竖直的延伸流道连通,而前侧壁上的延伸流道的下端开口与主流通管道的下端开口齐平,因此,沉淀池内的医疗废水可通过延伸流道的下端开口进入,然后依次进入前辅助管道组中的各辅助管道形成沉淀,并且竖直的延伸通道内不会沉积污泥。与此同理,由于后辅助管道组中的辅助管道上端开口与后侧壁上竖直的延伸流道连通,因此,沉淀池内的医疗废水可通过后辅助管道组中的辅助管道下端开口进入,然后通过竖直的延伸通道上端开口流出,从而在辅助管道形成沉淀。
作为优选,在主流通管道内设有沿长度方向延伸的分隔片条,分隔片条在主流通管道内分隔成上侧的过水通道和下侧的沉淀通道,所述分隔片条包括一个矩形边框,在矩形边框的左右框条之间设有若干沿长度方向均匀分布的导流片,所述导流片的下部左右两侧分别与矩形边框的左右框条一体连接,所述导流片上部相对矩形边框朝向前侧倾斜,所述导流片位于矩形边框与竖直平面所形成的角度区域内,并且导流片与竖直平面的夹角小于分隔片条与竖直平面的夹角,沉淀池内设有位于主流通管道组下方的水平分隔板,从而在分隔板与沉淀池底部之间形成沉积区域,分隔板上设有溢流孔,所述沉淀通道的下端开口设有连接至分隔板的延伸管道,从而使沉淀通道与沉积区域连通。
本发明创造性地在主流通管道内设置沿长度方向延伸的分隔片条,在主流通管道内分隔成上侧的过水通道和下侧的沉淀通道,沉淀池内的医疗废水通过主流通管道下端过水通道的开口进入,然后沿着过水通道上升,最后从过水通道的上端开口流出,在此过程中,医疗废水中的悬浮物向下沉淀而落到分隔片条上。由于分隔片条包括一个矩形边框和若干沿长度方向均匀分布倾斜的导流片,从而在导流片与矩形边框之间形成向上的开口。落到分隔片条上的悬浮物即可通过向上的开口进入下侧的沉淀通道内,并沉积在主流通管道下侧壁上,然后在自身重力的作用下沿着下侧壁向下移动,最后沉淀通道下端开口的延伸管道进入分隔板下方的沉积区域内。
需要说明的是,由于过水通道与沉淀通道被分隔片条隔开,因此,可有效地避免过水通道内医疗废水的流动造成沉淀通道内悬浮物的泛起。特别是,沿长度方向布置的导流片使分隔片条呈锯齿状,并且导流片向上的开口背对过水通道内水流的方向。因此,过水通道内的水流不会通过开口进入沉淀通道内,也就是说,沉淀通道内形成“死水”,有利于悬浮物的沉淀而向下移动。另外,由于分隔板上设有溢流孔,因此,当沉淀通道内的污泥落入沉积区域时,沉积区域内的废水可通过溢流孔向上流出,确保污泥可正常地进入沉积区域内。
因此,本发明具有如下有益效果:可极大地缩短建造周期,降低建造成本,并且显著地加快废水中悬浮物的沉淀速度和效率,进而提升排放标准。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是沉淀池的一种结构示意图。
图3是主流通管道组的一种局部结构示意图。
图4是主流通管道组在沉淀池内的一种结构示意图。
图中:1、一级生物反应池 11、进水口 12、上盖 13、检修口 2、二级生物反应池21、连通管 3、沉淀池 31、前空白区域 32、后空白区域 33、分隔板 34、沉积区域 4、消毒池41、出水管 5、污泥池 6、主流通管道组 61、主流通管道 62、分隔片条 621、矩形边框 622、导流片 63、过水通道 64、沉淀通道 7、设备间 8、前辅助管道组 81、辅助管道 82、延伸流道 9、后辅助管道组。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示,一体化医疗废水处理设备,包括控制***以及可由反硝化细菌形成反硝化作用的一级生物反应池1、可由硝化细菌形成硝化作用的二级生物反应池2、沉淀池3、消毒池4、污泥池5,一级生物反应池上部设有进水口11,消毒池上部设有出水管41,一级生物反应池、二级生物反应池、沉淀池、消毒池、污泥池由前至后依次连通,从而使医疗废水可从进水口输入,经过处理后再从出水管向外排出。
本实施例中将一级生物反应池一侧称为前侧,将污泥池一侧称为后侧。此外,一级生物反应池、二级生物反应池、沉淀池、消毒池、污泥池可由碳钢、不锈钢板、玻璃钢等材料制成,以便于工厂化批量生产制造。而使用时,可设置在地面上,以方便布置和后续维护,从而降低投资;或者埋设在地下,以减少占地面积,合理利用资源。
当医疗废水通过进水口进入一级生物反应池内时,一级生物反应池中的反硝化细菌将医疗废水内的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化为氮气并逸入大气中,从而达到脱氮的目的;二级生物反应池中的硝化细菌则将医疗废水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用转化为硝酸盐;沉淀池则可使废水中的悬浮物有效沉淀而分离,从而降低水中悬浮物的含量;医疗废水在消毒池中与消毒剂充分混合,从而对医疗废水进行消毒处理,从而确保通过出水管向外排出的水能符合国家的医疗废水排放标准。污泥池可用于暂时存放沉淀池中沉淀下来的污泥,我们只需通过管道和相应的泵送装置或者其它的现有转运方式即可方便地使沉淀池中的污泥转运到污泥池中存放,污泥可通过污泥脱水机进行脱水处理,以便于向外转运。
需要说明的是,消毒池的消毒剂可采用次氯酸钠,再结合紫外线消毒器进行双重消毒处理,以保证出水水质安全达标。还有,二级生物反应池中的混合液还可通过泵送管路回流至一级生物反应池,以实现硝酸盐回流,进而进行反硝化。
另外,沉淀池底壁可设置成上大下小的倒等腰梯形,以便于由悬浮物沉淀形成的污泥在底壁上的聚拢和集中,方便后续从沉淀池中向外排出污泥。
进一步地,我们还可在沉淀池内设置主流通管道组6,如图2、图3所示,主流通管道组包括若干主流通管道61,主流通管道可排列成由下至上紧密贴靠的若干层,每一层的主流通管道沿水平方向并排贴靠在一起,从而使主流通管道组的主流通管道呈矩形阵列分布。各主流通管道的下端开口靠近沉淀池底壁且位于同一水平面内,各主流通管道的上端开口靠近沉淀池开口且位于同一水平面内,主流通管道从下至上朝后侧倾斜。当然,主流通管道组中最前面的主流通管道下端可抵靠沉淀池前侧壁,最后面的主流通管道上端可抵靠沉淀池后侧壁,而主流通管道组的左右两侧分别抵靠沉淀池的左右侧壁,从而在沉淀池内排列尽量多的主流通管道,提高沉淀池的利用效率。
此外,二级生物反应池与沉淀池之间通过连通管21相连通,连通管一端密封地伸入沉淀池内,另一端密封地伸入二级生物反应池内,连通管位于沉淀池内的开口低于流通管道下端开口,连通管位于二级生物反应池内的开口靠近上部的液面。这样,既可确保二级生物反应池内的医疗废水首先进入到沉淀池的下部,然后经过主流通管道组的沉淀后向外排出;另一方面,有利于二级生物反应池上层悬浮物较少的医疗废水进入沉淀池内,从而可尽量降低沉淀池的沉淀工作量。
当医疗废水依靠自身的重力势能从二级生物反应池进入沉淀池内、并从主流通管道上端流出时,在主流通管道内的水流会形成流速较慢且比较稳定的层流,从而使混合在医疗废水中的悬浮物能有效地沉淀到主流通管道下侧壁上,沉淀后的废水通过主流通管道的上端开口流出并进入后续的消毒池内进行化学消毒。而沉淀在下侧壁上的污泥则可在自身重力的作用下沿着下侧壁逐步下移,并从主流通管道下端开口排出,进而沉积在沉淀池底部。
需要说明的是,本实施例中所述的主流通管道下侧壁是指在倾斜状态下位于下侧的主流通管道侧壁,也就是说,当竖直的主流通管道上部向右侧倾斜时,其原来的右侧壁变成了下侧壁,原来的左侧壁变成了上侧壁。
可以理解的是,倾斜设置的各主流通管内的医疗废水是相互隔开的,医疗废水的“深度”即等于此时主流通管的上侧壁置下侧壁的竖直距离,因此,其悬浮物可以快速地沉淀到下侧壁上。也就是说,所有流经沉淀池中的医疗废水都会形成稳定的层流,并且距离沉淀的下侧壁距离很近,故而能最大限度地提升沉淀速度和效率,并避免因水流的紊流效应导致沉淀的悬浮物的二次“泛起”。
为便于控制医疗废水的处理程序,本发明还包括一个设备间7,设备间内设有所述的控制***、用于一级生物反应池和二级生物反应池曝气的曝气风机、为消毒池输送消毒液的消毒装置,以有利于组装调试,又方便后续的维护。其中的消毒装置可以包括次氯酸钠发生器,以便通过管道将次氯酸钠输送到消毒池内,进而对医疗废水实现化学消毒。而曝气风机则可通过风管将空气输送到一级生物反应池和二级生物反应池内,当然,我们也可在一级生物反应池和二级生物反应池内直接设置曝气风机,设备间的控制***则可控制曝气风机的运转,以控制一级生物反应池和二级生物反应池的曝气。
优选地,控制***包括控制一级生物反应池、二级生物反应池、沉淀池、消毒池工作程序的标准模块,控制***为PLC自动控制***,从而可实现医疗废水的自动化处理,进而大大提高处理效率,降低人工成本。
作为一种优选方案,我们还可在一级生物反应池、二级生物反应池中分别设置有MBBR填料(移动床生物流化床填料)。由于MBBR填料的比表面积大,生物附着能力强,因而可提高有机物去除率。
此外,消毒池中可设置与控制***电连接的余氯在线检测仪,以便使余氯在线检测仪与控制***形成反馈机制,从而自动调节消毒池的次氯酸钠消毒剂加药量。
另外,我们还可在二级生物反应池中设置与控制***电连接的溶解氧在线检测仪表,通过实时检测DO值(溶解在医疗废水中的氧含量),与控制***形成正反馈,可方便地控制二级生物反应池的风机的曝气量。
为避免对外部环境造成二次污染,一级生物反应池、二级生物反应池、沉淀池、消毒池、污泥池上部开口处可分别设置上盖12,同时在上盖上设置可打开的检修口13,从而方便后期设备日常检修时使用。
由于主流通管道组是倾斜设置在沉淀池内的,因此,如图4所示,在主流通管道组中最后面的主流通管道与沉淀池的后侧池壁之间会形成大致呈三角形的后空白区间32,在主流通管道组中最前面的主流通管道与沉淀池的前侧池壁之间会形成大致呈三角形的前空白区间31。
为了最大限度地提升沉淀池的利用效率,如图2所示,我们可在后空白区间内设置贴靠最后面的主流通管道的后辅助管道组9,在前空白区间内设置贴靠最前面的主流通管道的前辅助管道组8,前辅助管道组和后辅助管道组分别包括若干相互贴靠在一起且与主流通管道具有相同倾斜角度的辅助管道81,其中前辅助管道组中各辅助管道上端开口与主流通管道的上端开口位于同一水平面内,后辅助管道组中各辅助管道下端开口与主流通管道的下端开口位于同一水平面内,以便于增加医疗废水沉淀的通道,从而提升沉淀效率,或者可相应地减小沉淀池的外形尺寸。当然,前辅助管道组和后辅助管道组中的各辅助管道应排列成与主流通管道相同的矩形整列。
为了便于沉淀池内的医疗废水能通过前辅助管道组和后辅助管道组的下端流通到上端,从而充分地发挥其沉淀作用,优选地,而我们可在沉淀池的前后侧壁上分别设置竖直的延伸流道82,前侧壁上的延伸流道的下端开口与主流通管道的下端开口齐平,并且该延伸流道的上端开口封闭;后侧壁上的延伸流道的上端开口与主流通管道的上端开口齐平,并且该延伸流道的下端开口封闭;前辅助管道组中的辅助管道下端开口与前侧壁上的延伸流道连通,后辅助管道组中的辅助管道上端开口与后侧壁上的延伸流道连通。
这样,沉淀池内的医疗废水可通过前侧壁上的延伸流道的下端开口进入延伸流道内,然后依次进入与该延伸通道连通的各辅助管道形成沉淀,并且竖直的延伸通道内不会沉积污泥。与此同理,沉淀池内的医疗废水可通过后辅助管道组中的辅助管道下端开口进入,然后通过与后辅助管道组中的辅助管道上端开口连通的延伸通道上端开口流出,从而在辅助管道形成沉淀。
需要说明的是,我们可在沉淀池的前后侧壁上分别并排地设置若干条延伸流道,此时,每一列前辅助管道组中的辅助管道下端开口与对应的延伸流道连通,每一列后辅助管道组中的辅助管道上端开口与对应的延伸流道连通。
进一步地,如图2、图3所示,我们还可在主流通管道内设置沿长度方向延伸的分隔片条62,分隔片条在主流通管道内分隔成上侧的过水通道63和下侧的沉淀通道64。具体地,分隔片条包括一个矩形边框621,在矩形边框的左右框条之间设置若干沿长度方向均匀分布的导流片622,导流片的下部左右两侧分别与矩形边框的左右框条一体连接,导流片上部相对矩形边框朝向前侧倾斜,从而在导流片与矩形边框之间形成向上的开口。也就是说,矩形边框与主流通管道的倾斜角度相同,而导流片与竖直平面的夹角小于分隔片条与竖直平面的夹角,并且导流片位于矩形边框与竖直平面所形成的角度区域内。
这样,沉淀池内的医疗废水通过主流通管道下端过水通道的开口进入,然后沿着过水通道上升,最后从过水通道的上端开口流出,在此过程中,医疗废水中的悬浮物向下沉淀而落到分隔片条上。落到分隔片条上的悬浮物即可通过向上的开口进入下侧的沉淀通道内,并沉积在主流通管道下侧壁上,然后在自身重力的作用下沿着下侧壁向下移动,最后沉淀通道下端开口的延伸管道进入分隔板下方的沉积区域内。由于过水通道与沉淀通道被分隔片条隔开,因此,可有效地避免过水通道内医疗废水的流动造成沉淀通道内悬浮物的泛起。特别是,沿长度方向布置的导流片使分隔片条呈锯齿状,并且导流片向上的开口背对过水通道内水流的方向。因此,过水通道内的水流不会通过开口进入沉淀通道内,也就是说,沉淀通道内形成“死水”,有利于悬浮物的沉淀而向下移动。
更进一步地,我们还可在沉淀池内设置位于主流通管道组下方的水平分隔板33,从而在分隔板与沉淀池底部之间形成沉积区域34,分隔板上设置若干溢流孔。当沉淀通道内的污泥落入沉积区域时,沉积区域内的废水可通过溢流孔向上流出,确保污泥可正常地进入沉积区域内。沉淀通道的下端开口设置连接至分隔板的延伸管道,从而使沉淀通道与沉积区域连通,有利于沉淀污泥快速沉积到沉积区域内,避免污泥的二次泛起,并确保沉淀通道内形成“死水”。